壳聚糖负载磁性纳米零价铜的制备及其催化还原活性

以壳聚糖-铁(Ⅱ)-铜(Ⅱ)络合物为前驱体,通过水热法制备了壳聚糖负载磁性纳米零价铜(mZVC/CS)材料,并将其用于催化NaBH4还原水中4-硝基苯酚(4-NP)及亚甲基蓝(MB)。XRD、XPS、SEM和TEM表征结果显示,所制备的mZVC/CS材料主要由CS负载的Fe3O4及Cu0纳米颗粒组成。实验结果表明:在污染物的还原过程中,mZVC/CS对还原剂NaBH4具有显著的催化作用,且mZVC/CS中的Cu0组分对催化起主导作用;当mZVC/CS投加量为0.5 g/L、NaBH4投加量为2.0 mmol/L、初始溶液pH为3.0~9.0时,初始质量浓度为20 mg/L的4-NP(30 min内)和MB(5 min内)几乎可被完全去除;溶液中的共存阴离子对4-NP的还原有较大的抑制作用;mZVC/CS重复使用10次后依然具有较高的催化活性。

纳米零价铜活化分子氧降解水中恩诺沙星

采用纳米零价铜(nanoscale zero-valent copper,nZVC)活化分子氧对水中恩诺沙星(enrofloxacin,ENR)的去除进行了系统研究.通过表征可以发现,纳米铜粉比表面积高于微米级铜粉,无孔隙结构,表面粗糙且容易团聚.纳米级ZVC活化分子氧的性能明显优于微米级ZVC,这主要归因于其较大的比表面积,更容易被腐蚀.通过探究活化机制可以发现,活化分子氧产生的H_2O_2和表面腐蚀产生的Cu+构成了新型类Fenton体系,持续释放的羟基自由基是造成水中ENR高效去除的主导活性物种;同时,反应过程中产生的超氧自由基能够促进Cu2+还原成Cu+,从而加速ENR的去除过程.反应条件对nZVC活化分子氧降解ENR有一定的影响,较高的nZVC投加量、较低ENR浓度、较高的反应温度以及强酸性条件均有利于ENR的去除.

纳米零价铁铜活化过硫酸盐降解AO7研究

用化学还原法制备纳米零价铁铜(nZVICu),以AO7为目标污染物,对比分析了自制nZVICu降解水中AO7的影响。结果表明,自制nZVICu对AO7有很好的降解效果。在pH=4.0和25℃的条件下,当AO7初始浓度为20 mg/L,纳米零价铁铜投加量为1.0 g/L,过硫酸盐浓度为0.5g/L时,AO7去除率高达99.2%;AO7降解率随着初始浓度的下降而显著提高,符合伪一级反应动力学。

绿色合成纳米零价铁铜淋洗修复Cr(Ⅵ)污染土壤

采用自制的绿色合成纳米零价铁铜(GT-nZVI/Cu)对Cr(Ⅵ)污染土壤进行淋洗修复。分别测定了土壤浸出液中Cr(Ⅵ)浓度、pH值和电导率,并使用改进的BCR连续提取法分析了淋洗前后污染土壤中铬的形态变化。结果表明:淋洗过程分为2个阶段,Cr(Ⅵ)的释放主要在前3个孔隙体积(PV)内;浸出液中电导率的变化趋势与Cr(Ⅵ)浓度变化一致;浸出液pH值随着淋洗体积的增加而增加,土壤的平衡作用变得稳定;土壤中Cr(Ⅵ)浓度、悬浮液pH值和GT-nZVI/Cu浓度对铬污染土壤的修复效果均有一定影响。铬的形态分析表明:铬污染土壤在淋洗后可还原态铬含量降低,氧化态铬和残渣态铬的含量增加。GT-nZVI/Cu悬浮液对污染土壤淋洗后,土壤中铬形态更加稳定。

响应面分析法优化纳米零价铁铜双金属修复土壤浸提液中Cr(Ⅵ)

采用液相还原法制备出纳米零价铁铜双金属,研究纳米零价铁铜双金属对土壤浸提液中Cr(Ⅵ)的修复作用。利用响应面分析方法,以处理时间、土壤浸提液的pH值和温度3个影响因素,纳米零价铁铜双金属对土壤浸提液中的Cr(Ⅵ)的去除率为响应值进行了3因素3水平的实验设计,得到响应曲面模型。对得到的响应曲面和方差进行分析。结果表明,模型的方差分析得到的F值和R2分别为15.18和0.951 3,处理时间、土壤浸提液的pH值和温度对土壤浸提液中Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的,模型在整个回归区域内拟合程度好,其影响顺序为处理时间>土壤浸提液的pH值>反应温度。

nZVI/Cu活化过硫酸盐强化电动修复磺胺甲恶唑污染土壤的机理研究

采用过硫酸盐(PS)或过氧化氢(H_(2)O_(2))作为阳极电解液,并向其中加入纳米零价铁/铜(nZVI/Cu)悬浮液用于激活反应,通过nZVI/Cu活化PS增强电动(EK)修复磺胺甲恶唑(SMX)污染土壤,研究不同氧化剂和nZVI/Cu浓度对污染土壤中SMX去除效果的影响及其去除机理。结果表明:当电压为2.0V/cm、阳极液为0.1mol/L Na_(2)S_(2)O_(8)和3.0g/L nZVI/Cu悬浮液时,污染土壤中SMX的平均去除率可达92.0%,能耗为321kW·h/t;未被nZVI/Cu激活时,PS仅能去除污染土壤中57.9%的SMX;PS活化比H_(2)O_(2)催化具有更高的电流和SMX去除率;随着nZVI/Cu浓度的增加,PS的活化效率和污染土壤中SMX的去除率均有所提高;nZVI/Cu活化PS能够释放SO_(4)·-和HO·自由基用于氧化和降解SMX,影响土壤含水率和pH值的变化。